星系造船厂—G237与斯皮策望远镜

一个巨大的星系"造船厂"在110亿光年外被发现

一个与之相似的原星系团或许造就了我们的银河系

如图是G237原星系团的图片，其中各异的星系颜色代表着不同的观测波长（图片来源：欧洲空间局(ESA)/赫歇尔(Herschel) 和 XMM-牛顿卫星； 美国国家航空航天局/斯皮策(Spitzer)； 日本国立天文台(NAOJ)/斯巴鲁(Subaru)； 大双筒望远镜（美国亚利桑那州）； 欧洲南方天文台(ESO)/可见光和红外巡天望远镜(VISTA)。 波莱塔(Polletta,M)等人。 2021; 小山(Koyama,Y) 等人。 2021）

天文学家们发现了一个巨大的“造船厂”，那里是星系们的摇篮。我们的银河系也在一个类似的星系团中孕育而出。

这个被称为原星系团的巨大结构包含了超过60个星系。它距离地球110亿光年之遥。这个距离远到科学家们只能观测到其中具有30亿年历史的一部分。

研究者们在2021年的一月份发表了一篇关于名为G237的原星系团的文章，它的存在现已得到国际天文学家团队的证实。这些天文学家又于10月26日在《天文学与天体物理学》杂志上发表了他们的后续发现。

“你可以将类似G237的原星系团视作一种星系造船厂，在这里巨大的星系们被组装起来。在宇宙诞生仅30亿年之初，也仅仅只有这种结构存在，”研究的共同作者，来自亚利桑那大学的天文学副教授布兰达·费莱(Branda Frye)在研究陈述中如是说。

据费莱说，引力将恒星和其它天体聚拢起来组成了星系，这些星系倾向于进一步聚拢变成星系团。但部分因为这些聚集体所发出的光太微弱了，不能以可见光形式被观测到，科学家们对原星系团知之甚少。

研究人员首先使用欧洲航天局的普朗克望远镜在电磁光谱的远红外区域观察到 G237。

现在，科学家们通过后续的观测证实了它的存在。在观测中，他们使用了亚利桑那州的大双筒望远镜，日本的斯巴鲁望远镜，赫歇尔太空天文天文台，斯皮策太空望远镜和相关的档案数据。

对G237的早期观测表明它正在以一种超高但不可持续的速度创造恒星。“迄今为止在G237中发现的63个星系中每一个都像是高速运转的恒星工厂，”费莱说。就好像星系正在加班加点组装恒星一样。

氢是恒星形成过程中一种重要燃料，但天文学家们一开始却遇到了一个令人感到困惑的问题：原星系团看上去并没有足够的氢元素来支持如此高的造星速度。

研究人员们发现他们观测到的一些恒星产自于和G237无关的星系。将这些无关的观测数据移除后，这个原星系团的恒星产量依旧很高，所以他们相信像G237一样的原星系团可以从暗条或者说气体丝中获得足够的氢。这些气体丝将不同的星系连接起来创造了“宇宙网”。这些暗条的交叉点也是这些原星系团的诞生之地。这也就意味着类似G237的原星系团可以获得足够多的氢来疯狂造星。

“我们已经完成了一幅成功的星系造船厂拼图，这个造船厂高效地组装着星系和其中的恒星，并有着源源不断的能源供应，”费莱说。

斯皮策太空望远镜，或者说空间红外望远镜设施(SIRTF), 于2003年发射并于2020年1月30日退役。它是继IRAS（1983）和ISO（1995-98）之后第三个服务于红外天文学的空间望远镜。斯皮策太空望远镜还是第一个使用地球追踪轨道的航天器，这样的方式后来被开普勒探测器所使用。

斯皮策望远镜的计划任务周期是两年半，发射前科学家们预计任务可以延长到5年或者更长的时间，直到机载液氦的供应耗尽。实际上斯皮策望远镜在2009年5月15日就没有足够的液氦将望远镜冷却到运行所需的极低温，大多数仪器无法使用。然而，IRAC相机的两个波长最短的模块继续以低温器耗尽之前的灵敏度运行，并继续在2020年初的“斯皮策暖化期任务”中使用。

在暖化期任务期间，IRAC的两个短波模块在28.7K的温度下工作，预计与正常状态下的任务相比也不会有太多退化。这些数据和之前的数据一起都被保存在红外科学档案馆（IRSA）。

2003年12月18日，依据美国国家航空航天局的传统，该望远镜在成功演示后被重新命名。大多数由科学家委员会命名的望远镜都会冠以已故的著名科学家之名，但在SIRTF上科学家们另辟蹊径，选择了一场对外公开的天文竞赛的名字。此名来自20世纪40年代推广了空间望远镜的天文学家莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer)。 他在1946年为兰德公司(RAND)写了一份报告，描述了地外观测站的优势，以及如何利用现有或即将获得的技术实现它。正是因为他对火箭和天文学的开创性贡献，以及“在阐明实现空间望远镜计划的好处中体现的远见和领导能力”，这样一个伟大的望远镜才以斯皮策为名。

BY: Patrick Pester

FY:樊瑞酱

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